船舶辅锅炉的结构与附件
1302-3船舶辅锅炉的结构与附件
弹簧压板 弹簧 唇 边
套筒
调节圈
阀盘
调节 圈固 定螺 钉
安转调节螺丝改变弹簧张 力,调整安全阀开启汽压。 唇边:使阀在开后承压 面,升程,工作稳定。 调节圈上移，阀开后唇边外沿蒸汽 节流作用加大，唇边附加上顶力增 大，阀升程和关闭压力降低量加大。
玻璃管水位计
适用<0.8MPa的锅炉
冲洗水位计的操作步骤 冲洗水位计的操作步骤 操作顺序 处理意见 结果 操作顺序 结果 处理意见 开冲洗阀， 汽流声大， 如不通， 关通水阀， 1 表明汽路 可开、关 可投入 冲后关通 水位降至水位计中段 通 通汽阀或 工作 汽阀 正常 通水阀冲 开通水 加大给水, 开 水位降至看不到 水流声大， 2 数次 阀，冲 迅速恢复 通 水少但在通水管 表明水路通 4 后关 汽 以上 正常水位 通 此时通汽阀关 阀 先停供汽，水 水位在顶部不降 可进行 如水位高于通 开上排污 阀 关冲洗 水管，则水升 第4 步 满水 阀，使水 阀，慢 到水位计顶部 位正常 3 慢开启 通水阀和通汽阀同时关的时间 如确知数分钟前水 冲 通水阀 尽量短，以防玻璃冷却，随后 如无水出现，位仍正常，可加大 注意事 洗 “叫水” 则炉水已在 给水，迅速恢复水 通入汽、水时玻璃骤热破裂。 项 阀 通水管以下 位；如失水时间不 在换新玻璃时应先稍开通汽阀 明，应即熄火停汽 暖管，再开大通水、通汽阀
两个压力表(+压力表阀) 两个给水阀 Feed valve
停汽阀 Steam stop valve
表面排污阀 Surface blow valve 底部排污阀 Bottom blow valve
取水样阀 Samplling valve
空气阀 Are valve
四、锅炉的通风 自然通风 靠烟囱自然通风力克服空气和烟气流动阻力。 机械通风 靠风机风压克服空气和烟气的流动阻力。
船用锅炉课件
13-1-2 锅炉的分类
2.按水循环的方法分类 ．
在水管锅炉中，为使受热面管子不被烧坏，管子中的水必须 沿着一定的方向流动
自然循环锅炉 管子中水的流动是由于工质的密度差而产生
强制循环锅炉 管于中水的流动是借助泵来实现
3.按蒸汽工作压力高低分类
高压锅炉,超过6.0MPa 中高压锅炉, 4.0～6.0MPa 中压锅炉, 2.0～4.0MPa 低压锅炉, 2.0MPa以下
炉膛容积热负荷表示每单位炉膛容积在单位时间内燃 料燃烧放出的热量，用符号gv表示
炉膛容积热负荷：
gv
BQD 3600 Vt
kW
/
m3
式中：Vt —炉膛容积，m3 在燃油耗量和热值一定的条件下
q留v值时越间大越，短意，味炉炉膛膛内的的容烟积气越平小均，温因度而也燃越油高在炉膛内燃烧停
锅炉高度为3.7～6.3m 下部有球形炉胆3–炉膛 炉胆有一圆形出烟口4
与方形燃烧室5相通
在燃烧室5与烟箱12之间
有管板6和7 管板间有数百根水平烟管8
13-2-1-1 立式横烟管锅炉
炉胆和烟管将锅壳内分成 两个空间
里面是烟气，外面充满水
电动油泵9通过燃烧器10 的喷油嘴向炉膛内汽蒸发量，kg／h B—每小时燃料消耗量，kg／h QD—燃料低热值，kJ／kg hq —所供蒸汽的比焓，kJ／kg hg —给水比焓，kJ／kg
13-1-3 锅炉主要性能指标
4．受热面积
锅炉的受热面积除蒸发受热面积外 还可能包括过热器、空气预热器、经济器(预热给水)
烟气在管中流过
烟管锅炉的结构特点
水面只需比蒸发受热面高 一些即可
船舶辅机——-船舶辅助锅炉 (1)
自然循环的自补偿能力： 热负荷大的上升管含汽量多，循环动力也大， 故进水流量和循环流速也大。
热负荷小的上升管循环流速小，换热特别弱的 可能出现循环停滞(K=1时即属循环停滞)甚至循 环倒流，管子可能被烧坏。
保证良好水较粗的管子， 水位>15~25cm（大于四倍管径），入口水速 <3m/s,上升下降管距>25cm，给水管在下降管 入口等） (2)避免上升管受热不均匀(防止油在蒸发管束 间燃烧，蒸发管束及时除灰)。
锅炉一般标注名义工作压力，工作时可稍超过它，但不 得超过设计压力（最大允许工作压力）
3.锅炉效率[Fuel-to-Steam Efficiency] 从给水变为蒸汽所得到的有效热量与燃料燃烧 的产热量之比。
4.受热面积[Heating Surface] 主锅炉 蒸发受热面积 过热器受热面积 经济器受热面积 空气预热器受热面积 辅锅炉
2.保证自然水循环良好的措施
为防止蒸发受热面过热烧坏，主要是保证水循 环良好，即保证所有的上升管有足够的循环流 速w0和进水流量G。这要求上升管有足够的循 环倍率K。
KG/D
出口处蒸汽流量
入口处进水流量
K大，出口蒸汽干度x越小(x=D/G=1/K)，为防 止上升管末端出现雾状流动或膜状流动，K至 少应大于4(x<0.25) 。
X 沸水管Generating tube
燃烧器Burner
水冷壁联箱Waterwall header
3.立式直水管[Vertical Water Tube]锅炉(★★★)
1. 上锅筒
3.直立水管束 5.预燃室
7.下降水管 9-点火器
2.下锅筒 4.炉膛
6.挡烟墙
8-喷油调风装置 10-点火喷油咀
船舶辅锅炉的汽、水系统
3. 防止蒸汽品质恶化的措施
锅炉运行时为了防止供应的蒸汽湿度过大，管理上必须注意如下 几点：
(1) 防止水位过高。尤其不宜在高负荷下高水位运行，因为，高 负荷时水位表中指示的水位要比汽包内实际水位低得多，其次，高负 荷时蒸发平面上蒸汽逸出的平均速度增大，更易携带出较大的水滴。
(2) 严格控制水质。避免含盐量高引起汽水共腾。 (3) 锅炉供汽量不宜增加过快。以防汽包内压力急降，炉水产生 “自蒸发’现象，而导致汽泡急剧增多，水位上升，分离高度减小。
二、影响蒸汽带水的因素和汽水分离设备
2. 汽水分离设备
(1) 水下孔板 当汽水混合物由水空间引入汽
包时，可利用水下孔板来均衡蒸发 平面负荷。 (2) 集汽板
控制蒸汽流速减少蒸汽携带 细小水滴的数量。 (3) 集汽管
增强汽水分离作用。
第四节 船舶辅锅炉的汽、水系统
二、影响蒸汽带水的因素和汽水分离设备
热水井
具有做为缓冲的存水容器；过滤水中固体杂质和油污；加 入补充水和投放炉水处理药剂等用途。
上排污漏斗
若炉水碱度、含盐量过高，漂浮在水面上的油污、泡沫、 悬浮物太多，可进行上排污。
第四节 船舶辅锅炉的汽、水系统
四、汽、水系统常见故障
除了自然水循环故障、蒸汽携水过多之外，锅炉汽水系统常见 的故障还有：
船舶辅机_船舶辅锅炉的结构与附件
1. 立式横烟管锅炉
热效率低 1-<锅7壳2%
工作压力低 23--<封炉2头胆MPa
缺 蒸发量低 4-<出1烟0t口/h 点 蒸发率低，受56--燃后热烧管面室板大
蓄水量大 7-前管板
点火升汽时间89--烟电长管动油泵
蓄水蓄热多，10-汽燃压烧器与
水位变动慢，11-易鼓风实机现
(1)炉膛、炉墙和炉衣 1100oC
1700oC
1-汽包
2-水筒
3-联箱 4-炉膛 5-水冷壁 6、7-蒸发管束 8-联箱供水管 9-水筒供水管 10-燃烧器 11-过热器 12-经济器
2. D型水管锅炉
1-汽包
2-水筒
3-联箱 4-炉膛 5-水冷壁 6、7-蒸发管束 8-联箱供水管 9-水筒供水管 10-燃烧器 11-过热器 12-经济器
是连接上、下锅筒的管束，也称蒸发管束，布置在 炉膛出口侧。前排为辐射换热面，后面为对流换热 面。汽包与联箱之间还有不受热的独立供水管作为 自然水循环下降管。
尾部受热面
工作条件
q5
1.5%
C
87.75%
H
10.5%
S
1.2%
N
0.15%
O
0.4%
空气温度 100oC
1.15
(给水)经济器
特点 作用 缺点 管理
挡
下锅筒
炉膛 预燃室
烟 墙
下 降 水
管
二、废气锅炉
大型低速二冲程柴油机排气温度为250~380oC，中速四冲程柴 油机排气温度可达400oC，可利用排气的热量加热水产生蒸汽。
1. 废气锅炉的结构型式 (1) 立式烟管废气锅炉
封头
船舶辅锅炉资料
(卧式三回程火管锅炉)
2、D型水管锅炉
（1）炉膛、炉墙和 炉衣
a、炉膛4：
作用：提供足够的 空间，使燃油充分 燃烧
温度：理论燃烧温 度17000C左右。
出口温度11000C左 右，太高：灰分融 解，粘附于管壁； 太低：燃烧不充分
正常： q3 =0.5%~1% Q4：散热损失。D↑→ q4 ↓
4、受热面积：蒸发受热面积＋附加受热面积 （有的辅锅炉无）
5.蒸发率（产汽率）：单位蒸发受热面积每小 时产生的蒸汽量。蒸发率越高，锅炉结构越紧 凑
6.炉膛容积热负荷qv：单位炉膛容积在单位时 间内燃料燃烧放出的热量
Qv=BQD/（3600Vl）
给水：水位自动调节器控 制给水泵经给水阀和内给 水管16向锅炉补水，并控 制锅炉水位在规定范围
检查（修）：
烟气侧：检查门17
水侧：人孔门18
隔热
传热特点和工作性能
①蒸发率低，热效率也较低 ②相对体积和重量较大，适用工作压力较低，
蒸发量较小
蓄水量多（锅炉蒸发量的3~4倍），锅炉重量大 （蒸发量的6~8倍），一般工作压力＜2MPa，蒸发 量≯10t/h
船舶辅锅炉的结构与附件
一、燃油锅炉F.O. Boiler
1、立式横烟管锅炉 结构：
烟侧：炉胆、燃烧室、 烟管
水汽侧：烟气空间之外
燃烧：喷油雾化，与供 风混合，燃烧，烟气经 烟管、烟箱排入大气
传热
炉胆和燃烧室：辐射受热 面。面积占10％，传热量 占一半以上，蒸发强度 （蒸发率）大。火焰中心 温度1300~14000C
b、空气预热器
提高锅炉效率 改善燃烧条件 因受热面积大，使锅炉重量和尺寸增加，管理麻烦
船舶辅锅炉的结构与附件
1. 水位计 类型：玻璃管式、平板玻璃式
通气阀 通水阀
冲洗阀
第二节 船舶辅锅炉的结构与附件
三、锅炉附件
1. 水位计 “叫水”－检查锅炉的真实水位
通气阀
1. 关通水阀、开冲洗阀、冲洗通汽阀－听声； 通水阀
2. 关通汽阀、开通水阀、冲洗通水阀－听声； 3. 关冲洗阀、慢慢开通水阀－叫水：
1）水位升至顶部－见第4步； 2）无水则表明处于失水危险状态。如失水时间不 清楚，立即停炉、停汽。 4. 开通汽阀： 1）水位在正常位置－正常； 2）水位降至水位计玻璃以下－少水—加大给水； 3）水位仍在顶部－满水—停汽排污。
对炉水质量要求不高。 烟管锅炉因性能指标落后，是一种日趋淘汰的形式。 由于内燃机干货船的辅 助锅炉蒸发量小，重量和体积并不是突出 问题，加上烟管锅炉具有蓄水量大、息火后尚能较长时间继续供汽、 对水质要求不高、工作可靠和无需过于费心照料等特点，所以在内燃 机船的辅助锅炉中，目前仍得到应用。
第二节 船舶辅锅炉的结构与附件
为了防止在水冷壁管子中发生汽 水分层现象，水冷壁管子水平倾角应 大于30°，最小不得小于15°。水冷 壁在汽包处吊挂，可自由向下膨胀。
第二节 船舶辅锅炉的结构与附件
2. D型水管锅炉 （2)水冷壁、沸水管和下降管
水冷壁的结构型式有三种：光管水冷壁、膜式水冷壁和棘形水冷 壁。
第二节 船舶辅锅炉的结构与附件
强制循环盘香管式锅炉
锅炉由许多水平放置的盘香管组成，每 一根盘香管的进出口分别与两个直立的联箱 相连，柴油机排气在管子外侧流过，炉水由 专门的循环水泵从汽水分离筒吸入，压送到 各盘香管，水在管内被加热，然后流回汽水 分离筒进行汽水分离。
特点：盘香管中水是强迫流动，蒸发率 大；可在一定空间内布置较多的受热面，因 而体积紧凑。但是其受热面管内的水垢清除 比较困难，循环水泵因水的温度较高，因而 工作可靠性较差。
《船舶辅机》课程标准
《船舶辅机》课程标准一、课程信息二、课程性质与作用《船舶辅机》是高等职业院校轮机工程技术专业核心课程之一，也是轮机员（三管轮）考证的考证科目之一。
从事船舶机械设备运行、维护、安装、调试，航运部门机务管理必备的课程。
三、课程目标（一）课程总体目标以习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为指引，全面深入贯彻落实《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》、《国家职业教育改革实施方案》、《教育部关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》等文件精神，通过任务引导的项目活动，掌握海员培训、发证和值班标准国际公约（STCW公约）关于船舶辅助机械的理论知识；掌握船舶辅机设备的工作原理、工作性能、管、用、养、修技能，具有一定的船舶辅机设备故障分析能力和解决能力；满足国家海事局对海船三管轮适任标准的要求和航运企业对操作级轮机员的技能要求。
（二）具体目标1）思政目标：遵循高等职业教育、教学工作的基本规律，以就业为导向，以提高学生的综合素质与就业竞争力为目标，树立现代教育观念，科学合理地构建课程结构体系，强化实践教学，突出职业技能，注重学生思想政治素质、文化素质、专业素质和身心素质的综合培养，促进学生知识、能力、素质和个性的协调发展，培养适应社会经济发展需求，具有创新精神、创业意识和较强实践能力的技术技能人才。
（1）坚持育人为本，促进全面发展。
全面推动习近平新时代中国特色社会主义思想进教材进课堂进头脑，积极培育和践行社会主义核心价值观。
坚持传授基础知识与培养专业能力并重，强化学生职业素养养成和专业技术积累，将专业精神、职业精神、劳动精神和工匠精神融入人课程教学全过程。
（2）坚持标准引领，确保科学规范。
以国家职业教育教学标准为基本遵循，贯彻落实党和国家在课程设置、教学内容等方面的基本要求，强化课程方案的科学性、适应性和可操作性。
（3）坚持遵循规律，体现培养特色。
遵循职业教育、技术技能人才成长和学生身心发展规律，处理好公共基础课程与专业课程、理论教学与实践教学、学历证书与各类职业培训证书之间的关系，整体设计教学活动。
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1. 锅炉的基本组成和原理
船舶辅锅炉的构造形式很多，但锅炉的最基本最原始的构造是上锅下炉。
船舶辅锅炉按热源主要分为燃油锅炉和废气锅炉，燃油锅炉可按受热面特征分为水管锅炉和烟管锅炉。
废气锅炉可按结构形式分为强制循环香管式废气锅炉、立式烟管锅炉。
锅炉的附件主要有水位计、主蒸汽阀、上排污阀、下排污阀、给水阀、取样阀、空气阀、仪表阀等。
船舶锅炉是由锅炉本体和辅助设备所组成。
锅炉本体的任务是将燃料的化学能转换为蒸汽的热能。
辅助设备是由提供锅炉工作所必须的设备和工作系统。
锅炉本体包括有蒸发受热面、炉膛、蒸汽过热器、蒸发受热面、空气预热器等。
辅助设备包括有燃油设备及燃料系统、蒸汽系统、排污系统、给水系统、供风系统、附件、监视仪表和控制设备等。
2. 锅炉本体的组成
2.1 炉膛
炉膛是柴油进行雾化燃烧的地方，它的作用是提供足够的空间使得燃油充分的燃烧，同时，使燃烧散发出的热量不会辐射到锅炉外面去。
2.2 蒸发受热面
在锅炉中直接受热并产生饱和蒸汽的管束或锅筒，称之为蒸发受热面。
烟气通过对流传热的方式将热量传给管束中的炉水。
2.3 蒸汽过热器
蒸发受热面产生的含有一定湿度的饱和蒸汽，它聚集在汽包上半部的蒸汽空间中。
如果机器设备需要过热蒸汽，则必须将汽包中湿蒸汽过热器进行再加热。
蒸汽过热器由管子组成，其受热面的多少及放置的位置是根据蒸汽参数的高低而异。
3. 锅炉的辅助设备
3.1 燃烧装置
燃油锅炉的燃烧装置包括有喷油器、送风机构和燃油系统。
喷油器是将燃油进行雾化；送风机构是将助燃空气合理地导入炉膛中，使之能与经过雾化的燃油进行正常混合；燃油系统是从油舱中将燃油抽出到日用油柜，需要用时再从日用油柜抽出进行升温、加压、过滤、最后送到喷油嘴雾化，因此，在燃油系统中包括有燃油加热器、驳油泵、加压泵、燃油截止阀、各种监测仪表、滤器、以及燃油管路等。
3.2 供风系统
供风系统的作用是将外界空气送入炉膛中，待燃料完全燃烧后将烟气引出炉膛排放到大气中去。
常见的有强制送风、诱导送风以及自然送风。
3.3 给水系统
给水系统的作用是向锅炉提供足够数量和符合品质要求的水。
根据船级社船舶建造规则要求，每台锅炉都要有两条给水管路，其中一条作为备用。
给水系统包括补充锅炉给水所必需的给水泵、给水调节阀、给水加热器和给水管路组成。
为了防止锅炉水中的杂质对锅炉受热面造成结垢和腐蚀，从而造成不必要的损失，给水应进行一定的处理。
锅炉水控制的主要项目有：碱度、硬度和含盐量。
3.4 蒸汽系统
蒸汽系统的任务是将锅炉产生的蒸汽按不同压力的需要，通过总蒸气分配联箱送至各用汽设备。
蒸汽系统中包括主停气阀、蒸气分配联箱、减压阀、供气管道等。
3.5 凝水系统
凝水系统的任务是回收各处的蒸汽凝水，并防止油污混入水中被带入锅炉。
由阻气器、冷凝器、凝水柜及相关管路组成。
3.6 排污系统
锅炉工作一段时间后可能会产生泥渣，投放除垢药物处理水质后也会产生沉淀物，炉水含盐量也可能过高，因此锅炉设有表面排污阀和下排污阀。
下排污阀主要用于排出底部泥渣、沉淀物等，表面排污阀主要用于在炉水含盐量过高或大修后初次使用。